[發(fā)明專利]一種用于氧合膜的超疏水聚烯烴中空纖維膜及其制備方法

有效

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• 申請日: 2020-11-17
• 公開（公告）號: CN112535956B
• 公開（公告）日: 2022-09-23
• 發(fā)明（設計）人: 趙文靜;查尚文;吳杰
• 申請（專利權）人: 上海翊科聚合物科技有限公司
• 主分類號: B01D67/00
• 分類號: B01D67/00;B01D69/08;B01D71/26
• 代理公司: 上海微策知識產權代理事務所(普通合伙) 31333
• 代理人: 湯俊明

本發(fā)明涉及到聚合物薄膜技術領域，具體涉及到一種用于氧合膜的超疏水聚烯烴中空纖維膜及其制備方法。以聚烯烴為原料，使用三通道噴絲頭、通過熱致相分離法制備而得。聚烯烴?溶劑形成的鑄膜液是具有最高臨界溶解溫度的溶液體系，高于此溫度時聚烯烴可以溶于對應的溶劑，低于此溫度則發(fā)生液?液相分離。本發(fā)明制備的中空纖維膜內表面和主體結構孔徑均勻，為海綿狀的雙連續(xù)網絡結構；外層由具有一定厚度的、排列緊密的球晶構成；緊鄰外層，即外層與膜主體結構的交界處，呈現(xiàn)出球晶結構嵌入雙連續(xù)網狀結構的復合結構。本發(fā)明制備的中空纖維膜具有高氣體傳輸性、血液相容性以及防血漿滲漏性，可直接用于體外膜肺氧合，可減少血液相容性涂層的使用。

技術領域

本發(fā)明涉及到聚合物薄膜技術領域，具體涉及到一種用于氧合膜的超疏水聚烯烴中空纖維膜及其制備方法。

背景技術

氧合膜作為體外膜肺氧合(Extracorporeal Membrane Oxygenation，ECMO)設備的核心材料之一，是醫(yī)療急救設備中提供呼吸支持的關鍵部分。氧合膜現(xiàn)多采用中空纖維內腔走氣體，外部走血液的方式。其原理是：當半透膜兩側的任一氣體組分存在分壓梯度時，相應的氣體分子將會從分壓高的一側向分壓低的一側擴散，從而實現(xiàn)人體血液的氧合及CO₂的排出，調節(jié)血液中O₂和CO₂的含量。

在氧合膜的制備材料方面，目前市場上的主要生產商為美國3M公司，其氧合膜產品主要包括OXYPHAN、OXYPLUS和Oxygenation三個系列，主要原料為聚丙烯(PP)和聚4-甲基-1-戊烯(PMP)。這些未經改性的高分子半透膜往往具有血液相容性差的缺點，所以目前商業(yè)化的氧合膜必須配合使用具有優(yōu)異血液相容性的涂層，如日本Terumo的X coating、意大利索林的PH.I.S.I.O.Coating、美敦力的Trillium和Carmeda Bioactive Surface等，這些涂層可以極大促進氧合膜在血液循環(huán)使用中的安全性，但操作繁瑣，使得氧合膜的生產成本更高。在微觀結構方面，膜式氧合器的膜一般為微孔膜，其結構包括具有貫通微孔的網狀主體結構和具有一定厚度的致密外皮層結構。其中貫通微孔的網狀主體結構能夠使得膜絲具有足夠的機械性能，避免氧合器在使用過程中發(fā)生破膜；而致密的外皮層則有助于防止組織血液對膜絲的浸潤和滲透。可以說，有效地阻止血液對氧合膜的滲透，同時保證膜兩側氣體的高效傳質是氧合膜功能實現(xiàn)的充分條件，而良好的血液相容性則是氧合膜功能實現(xiàn)的必要條件。通過調節(jié)氧合膜的微觀結構來同步實現(xiàn)其氣體交換性能和血液相容性的改善是當前高性能氧合膜研發(fā)的重要方向。

綜上所述，性能優(yōu)異的中空纖維氧合膜需要具備高的氣體傳輸速率和良好的血液相容性，并且，為提高其在各種疾病治療中使用的安全性和適用性，應盡量延長氧合膜的可安全使用時間，例如長時間使用不發(fā)生凝血、溶血、血漿滲漏等情況。對氧合膜的制備材料和微觀結構進行改進是解決這兩個問題的關鍵。

發(fā)明內容

本發(fā)明主要解決的技術問題是提供一種可直接用于體外膜肺氧合的中空纖維膜，該膜具有超疏水性，能夠防止血漿污染材料表面，獲得一定的血液相容性，同時具有高氣體傳輸性以及抗血漿滲漏性。

本發(fā)明提供了一種制備所述超疏水中空纖維膜的方法，該方法可以精確控制膜結構，制備的膜結構具有以下特征：膜內表面和主體結構孔徑均勻，為海綿狀的雙連續(xù)網狀結構；外層主要由具有一定厚度的、排列緊密的球晶構成；緊鄰外層，即外層與膜主體結構的交界處，呈現(xiàn)出球晶嵌入雙連續(xù)網狀結構的復合結構。

具體的，本發(fā)明的第一方面提供了一種用于氧合膜的超疏水聚烯烴中空纖維膜的制備方法，其包括如下步驟：

(1)聚烯烴鑄膜液1的配制：將聚烯烴和成核劑加入到溶劑1中攪拌溶解，真空脫泡得到所述聚烯烴鑄膜液1；所述聚烯烴和溶劑1的溶解度參數差值的絕對值|Δδ(p,s)|小于膜結構轉變的臨界值